JPH0651562A

JPH0651562A - 電子写真用キャリア

Info

Publication number: JPH0651562A
Application number: JP4201394A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Baba; 善信馬場; Yasuko Amano; 靖子天野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1994-02-25
Anticipated expiration: 2014-11-29
Also published as: JP2984471B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、静電潜像担持体に対してキ
ャリア付着がおこりにくく、高精細なトナー画像を形成
し得る電子写真用キャリアを提供することにある。【構成】本発明は、キャリア粒子の平均粒径が５〜１
００μｍであり、嵩密度が３．０ｇ／ｃｍ³ 以下であ
り、キャリア粒子を構成する結晶粒子が板状または針状
磁性粒子であり、三次元的に一軸方向の形状異方性があ
り、長軸／短軸の比が１より大きく、該結晶粒子が３０
％以上配向しており、キャリアの磁気特性は１０００エ
ルステッドにおける磁化の強さ（σ₁₀₀₀）が３０乃至１
５０ｅｍｕ／ｃｍ³ であり、磁場０エルステッドにおけ
る磁化の強さ（残留磁化：σｒ）が２５ｅｍｕ／ｃｍ³
以上であり、保磁力が３００エルステッド未満であり、
キャリアの磁気特性は、下記の式を満たすことを特徴と
する電子写真用キャリアに関する。【外１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナーと混合されて静
電荷像現像用現像剤を構成する電子写真用キャリアに関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法として米国特許第２，２９
７，６９１号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報お
よび特公昭４３−２４７４８号公報等に種々の方法が記
載されている。これらの方法は、光導電層に原稿に応じ
た光像を照射することにより静電潜像を形成し、次い
で、ノーマル現像の場合は、該静電潜像上にこれとは反
対の極性を有するトナ−と呼ばれる着色微粉末を付着さ
せて該静電潜像を現像し、必要に応じて紙等の転写材に
トナー画像を転写した後、熱、圧力、加熱加圧あるいは
溶剤蒸気等により定着し複写物を得るものである。

【０００３】該静電潜像を現像する工程は、潜像とは反
対の極性に帯電せしめたトナー粒子を静電引力により吸
引せしめて静電潜像上に付着させるものであるが（反転
現像の場合は、潜像の電荷と同極性の摩擦電荷を有する
トナーを使用）、一般にかかる静電潜像をトナーを用い
て現像する方法としては大別して少量のトナーとキャリ
アとを混合した二成分系現像剤を用いる方法と、キャリ
アを用いることなくトナー単独のいわゆる一成分系現像
剤を用いる方法とがある。

【０００４】ところで、電子写真法は、文書複写として
は一応満足できるレベルに達しているもののコンピュー
タの発達、ハイビジョンの発達等により、フルカラー画
像の出力画像に対しては、デジタル画像処理、現像時に
交番電界印加等の種々の手法により、高画質化及び高品
位化が計られている。さらに、今後も更なる高画質化、
高品位化が望まれる。

【０００５】従来、フルカラー画像を出力するには、二
成分系現像剤が用いられてきた。一般にかかる二成分系
現像剤を構成するキャリアは、鉄粉に代表される導電性
キャリアと、鉄粉、ニッケル、フェライト等の粒子の表
面を絶縁性樹脂により被覆したいわゆる絶縁性キャリア
とに大別される。高画質化を計るために交番電界を印加
する場合、キャリアの抵抗が低いと潜像電位をキャリア
がリークし、良好な現像画像が得られなくなるため、キ
ャリアとしてはある程度以上の抵抗が必要である。キャ
リアコアが導電性の場合、キャリアコアをコートをして
用いるのが好ましい。また、抵抗がある程度高いフェラ
イトがコア材として好ましく用いられている。

【０００６】一般に、鉄粉は、高磁気力のため、現像剤
中のトナーが潜像を現像する現像領域において、現像剤
の磁気ブラシが硬くなるために、はき目を生じたり、ガ
サツキ等を生じるために高画質な現像画像を得ることが
困難である。そこで、キャリアの磁気力を低くして高画
質化を計るためにもフェライトが好ましく用いられてい
る。

【０００７】高品位画像を形成するために、特開昭５９
−１０４６６３号公報にキャリアの飽和磁化の値を５０
ｅｍｕ／ｇ以下にすることで、ハキ目のない良好な現像
画像を得ることができると提案されているが、飽和磁化
の値をだんだん小さくしたキャリアを用いると細線の再
現性は良好になる反面、磁極から離れるにしたがってキ
ャリアが静電潜像担持体（例えば感光ドラム）上に付着
する現象（キャリア付着）が顕著になってくる。

【０００８】また、特公平４−３８６８号公報には、保
磁力が３００ガウス以上という、いわゆるハードフェラ
イトをキャリアとして用いることが提案されている。し
かしながら、これは高保磁力を有するハードフェライト
をキャリアとして使いこなすためには、現像装置の大型
化が避けられない。小型の高画質カラー複写機を実現す
るためには、固定磁芯を用いた現像剤担持体を使用する
ことが好ましく、この場合高保磁力を有するハードフェ
ライトキャリアは、その自己凝集性のため、かえって搬
送性が悪くなるという問題点がある。

【０００９】さらに、特開平２−８８４２９号公報にス
ピネル相及びランタノイド系元素を含むマグネットプラ
ンバイト相よりなるハードフェライトをキャリアとして
用いることが提案されている。しかしながら、このキャ
リアは、上記問題点に加え、導電性を有しているので、
より高画質画像を得るための交番電界による現像を行う
システムにおいては、電荷がキャリアを通してリークす
るために現像を乱すという点で好ましくない。

【００１０】したがって、交番電界による現像を行うシ
ステムにおいて、キャリアの抵抗はある程度以上あるこ
とが重要である。

【００１１】以上のように、キャリア付着を防止しつ
つ、高画質、特にハイライト部の再現性を満足するよう
な電子写真用キャリアが待望されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解決した電子写真用キャリアを提供することに
ある。

【００１３】本発明の目的は、キャリア付着を防止しつ
つ、オリジナル原稿に忠実（すなわち、潜像に忠実）な
現像を実施し得る電子写真用キャリアを提供することに
ある。

【００１４】さらに、本発明の目的は、高解像性、ハイ
ライト部の良好な再現性、高細線再現性に優れた電子写
真用キャリアを提供することにある。

【００１５】さらに、本発明の目的は、交番電界の現像
においても、キャリア付着のない高画質な現像画像を得
る電子写真用キャリアを提供することにある。

【００１６】さらに、本発明の目的は、高画質画像を得
るための固定磁芯系現像剤担持体を用いた小型現像器に
適用し得る電子写真用キャリアを提供することにある。

【００１７】さらに、本発明の目的は、多数枚の複写に
よっても画像劣化のない高画質画像を維持できる電子写
真用キャリアを提供することにある。

【００１８】

【問題を解決するための手段および作用】本発明は、キ
ャリア粒子の平均粒径が５〜１００μｍであり、嵩密度
が３．０ｇ／ｃｍ³ 以下であり、キャリア粒子を構成す
る結晶粒子が板状または針状磁性粒子であり、三次元的
に一軸方向の形状異方性があり、長軸／短軸の比が１よ
り大きく、該結晶粒子が３０％以上配向しており、キャ
リアの磁気特性は１０００エルステッドにおける磁化の
強さ（σ₁₀₀₀）が３０乃至１５０ｅｍｕ／ｃｍ³ であ
り、磁場０エルステッドにおける磁化の強さ（残留磁
化：σｒ）が２５ｅｍｕ／ｃｍ³ 以上であり、保磁力が
３００エルステッド未満であり、キャリアの磁気特性
は、下記の式を満たすことを特徴とする電子写真用キャ
リアに関する。

【００１９】

【外２】［式中、σ₁₀₀₀は、１０００エルステッドにおける磁化
の強さ（ｅｍｕ／ｃｍ³）を示し、σ₃₀₀ は、３００エ
ルステッドにおける磁化の強さ（ｅｍｕ／ｃｍ³）を示
す。］

【００２０】本発明のキャリアが、従来のキャリアの持
つ諸問題を改善し、キャリア付着を防ぎつつ、原稿に忠
実、すなわち、潜像に忠実な現像をするキャリアを提供
することができるのは、以下の理由によると考えられ
る。

【００２１】潜像に対して忠実な現像を行うためには、
現像極での磁場においてキャリアの磁化の強さを３０乃
至１５０ｅｍｕ／ｃｍ³ にすることが重要である。これ
は、現像極における磁場の強さは、一般に１０００エル
ステッド程度であり、そのときのキャリアの磁化の強さ
が弱いことで、現像剤の磁気ブラシが短く、密になり、
さらに、ブラシが柔らかくなることで潜像に対して忠実
な現像が達成できる。このように、磁気ブラシが短く、
密で、柔らかくなることにより、特に現像剤を振動させ
る交番電界を印加する現像においては、現像効率が上が
り、また、より高い忠実な現像ができる。また、本発明
のもう一つの効果である画質の劣化を防止し、初期の高
画質画像を維持できるのは、このような低磁気力のキャ
リアを用いることで、現像スリーブに現像剤をコートす
る際、規制部材付近でのキャリアブラシの磁気的な結合
力が弱く、穂が柔らかいためにトナーに対してシェアを
余りかけず、高画質画像を長期にわたって維持できるか
らである。

【００２２】また、詳細な検討を行ったところ、キャリ
ア付着は磁場の強さが０乃至３００エルステッドにおい
て生じやすく、そのときのキャリアの磁化の強さがある
程度高いときには起こらないことが判明した。また、キ
ャリア付着は現像のバイアス条件にも左右され、特に交
番電界による現像を行う場合、直流電界に比べ、キャリ
アが電荷を有するとキャリア付着が生じ易くなり、キャ
リアを現像スリーブにひきとめるには磁気力が必要とな
る。従って、キャリア付着を抑えるためには上記磁場に
おける磁化の強さが必要である。そこで本発明は、図２
に示すようにキャリアを構成する結晶粒子を３０％以上
（好ましくは５０％以上）配向させ、より残留磁化の強
さを強めることにより、図１のヒステリシスカーブに示
されるように１０００エルステッドでの磁化の強さσ
₁₀₀₀は３０乃至１５０ｅｍｕ／ｃｍ³ と、従来キャリア
に比べ小さいながらも、０乃至３００エルステッドでの
磁化の強さを強くすることによって、高画質化を計りつ
つ、キャリア付着を防ぐことができる。

【００２３】また、一般に残留磁化の大きな磁性材料
は、保磁力も大きく、いわゆる永久磁石のようなハード
フェライトの如き磁性材料であり、自己凝集によるトナ
ーとの混合性が良くなく現像剤搬送性が不良となってし
まい、現像剤担持体が回転磁芯アプリケータの如き、大
型で特殊な現像器が必要となる。本発明は、そのような
一般的なハード磁性材料を用いるのではなく、保磁力が
３００エルステッド未満であるキャリアを用いることに
より、固定磁芯系現像剤担持体を用いた小型現像器でも
トナーとの混合性が良好であり、現像剤搬送性の良好な
キャリア含有現像剤を提供できる。

【００２４】次に本発明の構成について詳細に説明す
る。

【００２５】本発明に用いられるキャリアは、該キャリ
アの磁気特性が以下のようになることが必要である。

【００２６】すなわち、１０００エルステッドにおける
磁化の強さ（σ₁₀₀₀）は３０乃至１５０ｅｍｕ／ｃｍ³
であることが必要である。さらに好ましくは３０乃至１
００ｅｍｕ／ｃｍ³ が良い。１５０ｅｍｕ／ｃｍ³ より
大きい場合には、現像極での磁気ブラシの密度が従来と
あまり変わらず、本発明のような高画質な画像が得られ
にくくなる。３０ｅｍｕ／ｃｍ³ 未満であると、０乃至
３００エルステッドにおける磁気的な拘束力も減少する
ためにキャリア付着を生じやすい。

【００２７】また、残留磁化の強さは、２５ｅｍｕ／ｃ
ｍ³ 以上であることが必要である。２５ｅｍｕ／ｃｍ³
未満であると、特に高画質化のためにコントラスト電位
を大きくとったり、または、振幅の大きい交番電界を用
いる現像システムにおいて、キャリア付着が生じやすく
なり、現像後の転写プロセスにおいてキャリア付着部分
が転写不良を起こす等により、高画質画像が得られにく
い。

【００２８】さらに、保磁力が３００エルステッド未満
であることが必要である。３００エルステッド以上であ
るとキャリア自体の自己凝集のために、トナーとの混合
性に劣ったり、特に、固定磁石を内包した現像スリーブ
においてキャリアが容易に動くことができず、現像スリ
ーブ上での搬送性が悪くなり、現像剤のコート状態が悪
くなるために高画質な画像が得られにくくなる。

【００２９】さらに、本発明において重要なことは、磁
場０乃至３００エルステッド近傍における磁化の強さで
ある。本発明において、キャリアを構成する結晶粒子を
３０％以上配向させることが必要で、そのとき、下記の
式を満たすことが重要である。

【００３０】

【外３】［式中、σ₁₀₀₀及びσ₃₀₀ は、それぞれ１０００および
３００エルステッドにおける磁化の強さ（ｅｍｕ／ｃｍ
³ ）を示す。］好ましくは、この値が０．３０以下であ
る。ここで、図３のヒステリシスカーブをもって説明す
る。０．４０を越えると、本発明の高画質化を計りつ
つ、キャリア付着を防ぐという効果を両立することが困
難になる。すなわち、σ₁₀₀₀を満足するような値をとる
と高画質化は、はかれる反面、キャリア付着を生じやす
くなる。また、σ₃₀₀ を満足するような値をとると、キ
ャリア付着は防ぐことができる反面、σ₁₀₀₀の値が大き
くなることで、本発明のような高画質な画像を得ること
が困難になる。

【００３１】ここで、本発明のキャリアを構成する結晶
の配向度合いは、本発明に用いられる形状異方性を有す
る磁性体の配向確率で定義され、日立製作所（株）製の
フィールドエミッション走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥ
Ｍ）Ｓ−８００を用いて、キャリア粒子表面の結晶粒子
を構成する磁性体微粒子の配向を統計処理することによ
り測定する。

【００３２】具体的には、ランダムに抽出された１０個
のキャリア粒子表面の写真中の形状異方性の磁性体を１
００個以上ランダムに抽出し、磁場の方向の±１５°以
内の範囲内を向いている磁性体の比率を計算する。たと
えば、針状磁性体を用いた場合には、図２に模式的に示
される状態を示すキャリア粒子が使用される。

【００３３】本発明における磁気特性の測定は、理研電
子（株）製の直流磁化Ｂ−Ｈ特性自動記録装置ＢＨＨ−
５０を用いて行う。一般に現像極は１キロエルステッド
程度の磁場であり、本発明における磁気特性は±１キロ
エルステッドの磁場をつくり、そのときのヒステリシス
カーブから求める。本発明における磁気特性は、サンプ
ルを円筒状のプラスチック容器にゆるく入れた後、１キ
ロの磁場をかけた状態で強くパッキングを行い、固定
し、その状態での磁気特性を測定する。この状態での測
定値を、本発明の磁気特性として用いる。その時のサン
プルホルダーの体積は０．３３２ｃｍ³ であり、これを
もって単位体積当たりの磁化の強さを求める。

【００３４】本発明のキャリア粒子の平均粒径は、５〜
１００μｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは２０〜
８０μｍが良い。５μｍより小さいと感光体へのキャリ
ア付着が生じ易くなり、また、１００μｍを越えると現
像極における磁気ブラシが粗になり、高画質な画像が得
られにくくなる。なお、本発明のキャリアの粒径は、光
学顕微鏡によりランダムに３００個以上抽出し、ニレコ
社製の画像処理解析装置Ｌｕｚｅｘ３により水平方向フ
ェレ径をもってキャリア粒径として、測定する。

【００３５】本発明のキャリアの嵩密度は、３．０ｇ／
ｃｍ³ 以下が好ましい。３．０ｇ／ｃｍ³ を越えると現
像スリーブの回転により、キャリア粒子が現像スリーブ
上に磁気的に保持される力に比べ、キャリア粒子１個に
かかる遠心力が大きくなり、キャリア飛散を生じ易くな
る。なお、本発明のキャリアの嵩密度の測定は、ＪＩＳ
Ｚ２５０４に記載の方法に準じて行う。

【００３６】本発明のキャリアの球形度は、２以下が好
ましい。本発明のキャリアは、球形度が２を越えると、
現像剤としての流動性が劣るようになり、現像極におい
て磁気ブラシの形状が悪くなるために高画質な画像が得
られにくくなる。なお、本発明のキャリアの球形度の測
定は、日立製作所（株）社製フィールドエミッション走
査電子顕微鏡Ｓ−８００によりキャリア粒子をランダム
に３００個以上抽出し、ニレコ社製の画像処理解析装置
Ｌｕｚｅｘ３を用いて、次式によって導かれる形状係数
を求めることで行う。

【００３７】

【外４】［式中、ＭＸＬＮＧはキャリアの最大径を示し、ＡＲ
ＥＡはキャリアの投影面積を示す。］ここで、ＳＦ１は
１に近いほど球形に近いことを意味している。

【００３８】本発明のキャリアの比抵抗は１０⁸ 〜１０
¹³Ω・ｃｍの範囲が好ましい。１０⁸ Ω・ｃｍ未満で
は、バイアス電圧を印加する現像方法では現像領域にお
いてスリーブから感光体表面へと電流がリ−クしやす
く、良好な画像が得られにくい。また、１０¹³Ω・ｃｍ
を越えると、低湿の如き条件下でチャージアップ現象を
引き起こしやすく、濃度ウス、転写不良、カブリ等の画
像劣化の原因となりやすい。なお、本発明において、比
抵抗の測定には、図４の如き測定方法を用いる。すなわ
ち、セルＡに、キャリアを充填し、該充填キャリアに接
するように電極１及び２を配し、該電極間に電圧を印加
し、そのとき流れる電流を測定することにより比抵抗を
求める方法を用いる。上記測定方法においては、キャリ
アが粉末であるために充填率に変化が生じ、それに伴い
比抵抗が変化する場合があり、注意を要する。本発明に
おける比抵抗の測定条件は、充填キャリアと電極との接
触面積Ｓ＝約２．３ｃｍ² 、厚みｄ＝約１ｍｍ、上部電
極２の荷重２７５ｇ、印加電圧１００Ｖとする。

【００３９】本発明のキャリアの特徴の１つである前出
の磁気特性を達成するためには、１μｍ以下の金属酸化
物磁性材料、例えば、Ｂａ系フェライト、Ｓｒ系フェラ
イト、Ｐｂ系フェライト等の六方晶の板状結晶、あるい
はγ−Ｆｅ₂ Ｏ₃ 系、Ｃｏ系フェライト等の針状磁性体
等を単独で用いる方法、または、これら形状異方性を持
つ粒子同士を混合する方法、あるいは形状異方性を持つ
磁性粒子とソフトフェライトの如き軟磁性材料粒子とを
混合して用いる方法が挙げられ、これらを磁場中におい
て磁気的に配向させた状態で造粒を行い、それを燒結す
る方法がある。

【００４０】このような組成及び配向形態を取ることに
より、磁気的に飽和した後の１０００エルステッドにお
ける磁化の強さ（σ₁₀₀₀）は３０乃至１５０ｅｍｕ／ｃ
ｍ³であり、残留磁化σｒが２５ｅｍｕ／ｃｍ³ 以上で
あり、保磁力が３００エルステッド未満の磁気特性を有
するキャリアを良好に得ることができる。

【００４１】本発明のキャリアは、また、燒結法等の製
造方法によって製造が可能であり、湿式あるいは乾式法
によって得た１μｍ以下の磁性粒子を磁場中において磁
気的な配向をさせつつ造粒を行い、これを焼結する等の
方法により、本発明の磁気特性を持つキャリアを製造す
ることができる。

【００４２】また、本発明のキャリアは、キャリア粒子
を任意の磁場において着磁させた後に用いることで本発
明の特徴的な磁気特性を達成することが容易となる。な
お、着磁させる方法として、直流の電磁石により例えば
±１０キロエルステッドの磁場中にキャリア粒子を暴露
すること等が挙げられる。

【００４３】また、本発明のキャリアは、前出の比抵抗
コントロールを行ったり、耐久性を向上させるために、
必要に応じてキャリア粒子表面を任意の樹脂でコートし
て用いることができる。コート樹脂としては、公知の適
当な樹脂を用いることができる。例えば、スチレン系樹
脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂、
エポキシ系樹脂等でコートして用いることができる。

【００４４】本発明のキャリアと組み合せて用いるトナ
ーとしては、より高画質画像を得るために重量平均粒径
１〜２０μｍ、好ましくは４〜１０μｍを用いることが
好ましい。トナーの重量平均粒径は、種々の方法によっ
て測定できるが、本発明においてはコールターカウンタ
ーを用いる。

【００４５】測定装置としてはコールターカウンターＴ
Ａ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、個数分布、体積
分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＣＸ
−１パーソナルコンピュータ（キヤノン製）を接続し、
電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶
液を調製する。測定法としては前記電解水溶液１００〜
１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはア
ルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、さ
らに測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電
解液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前
記コールターカウンターＴＡＩＩ型により、アパチャー
として１００μアパチャーを用いて、個数を基準として
２〜４０μの粒子の粒度分布を測定して、それから各種
値を求める。

【００４６】また、より高画質画像を得るために、トナ
ーの凝集度は低い方が好ましく、３０％以下が良い。な
お、本発明に用いられる凝集度の測定は次のように行
う。

【００４７】トナーをパウダーテスター（細川ミクロン
（株））に上から６０ｍｅｓｈ、１００ｍｅｓｈ、２０
０ｍｅｓｈ、の順でフルイを３段重ねてセットし、秤取
した試料５ｇを静かにフルイの上にのせ、電圧１７Ｖで
振動を１５秒間与え各フルイ上に残ったトナーの重さを
測定し、下式に従って凝集度を算出する。

【００４８】

【外５】

【００４９】凝集度を下げるために、該トナーにシリ
カ、酸化チタン、アルミナ等の流動性向上剤を内添、あ
るいは外添して用いることが好ましい。特に、トナーに
疎水性を有する流動性向上剤を外添することが好まし
い。

【００５０】

【実施例】以下に実施例をもって本発明を説明する。こ
れらは本発明を何ら限定するものではない。尚、以下の
配合における％及び部は重量％及び重量部を示す。

【００５１】実施例１８％Ｚｎドープγ−Ｆｅ₂ Ｏ₃ （平均水平方向フェレ径
が長軸０．８μｍ、短軸０．１２μｍ）の針状磁性体に
ポリビニルアルコール、消泡剤及び分散剤を加えスラリ
ーを作り、電磁石を用いて１０キロエルステッドの磁場
で着磁を行った。その後、磁場中で造粒乾燥して燒結を
行った。さらに分級することで平均粒径が４７μｍのキ
ャリア粒子を得た。そのとき得られたキャリアの形状は
ほぼ球形をしていた。

【００５２】また、ＦＥ−ＳＥＭ観察の結果、結晶粒子
の配向度合いは５２％であり、嵩密度は２．１１ｇ／ｃ
ｍ³ であった。また、キャリアの抵抗を測定したところ
５．２×１０⁸ Ω・ｃｍであった。このキャリアを１０
キロエルステッドの磁場で飽和磁化（着磁）させた後、
磁気測定を行ったところ、キャリアの磁気特性は、σ
₁₀₀₀＝９８ｅｍｕ／ｃｍ³ 、σｒ＝８７ｅｍｕ／ｃｍ
³ 、σ₃₀₀ ＝９２ｅｍｕ／ｃｍ³ 、Ｈｃ＝２４０エルス
テッドであった。そのとき、｜σ₁₀₀₀−σ₃₀₀ ｜／σ
₁₀₀₀は０．０６であった。

【００５３】さらに、このキャリアの表面に、スチレン
−メタクリル酸２−エチルヘキシル（５０／５０）共重
合体を流動層式コート方法により約０．８重量％コーテ
ィングした。その時のキャリアの比抵抗は８．３×１０
¹²Ω・ｃｍであり、樹脂コートキャリアの磁気特性は、
上述のキャリアコアと実質的に同一であった。・プロポキシ化ビスフェノールとフマル酸を縮合して得
られたポリエステル樹脂１００重量部・フタロシアニン顔料５重量部・ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸のクロム錯塩４重
量部

【００５４】上記材料を十分予備混合を行った後、溶融
混練し、冷却後ハンマーミルを用いて粒径約１〜２ｍｍ
程度に粗粉砕した。次いでエアージェット方式による微
粉砕機で微粉砕した。更に、得られた微粉砕物を分級し
て重量平均径が８．４μｍである負帯電性のシアン色の
粉体（トナー）を得た。

【００５５】上記シアントナー１００重量部と、ヘキサ
メチルジシラザンで疎水化処理したシリカ微粉体０．８
重量部とを混合して、トナー粒子表面にシリカ微粉体を
有するシアントナーを調製した。

【００５６】上記キャリアを１０キロエルステッドの磁
場で飽和磁化（着磁）した後、キャリアとトナーとをト
ナー濃度５重量％となるように混合し二成分系現像剤を
得た。これをキヤノン製フルカラーレーザー複写機ＣＬ
Ｃ−５００を改造した改造機を用いて画像出しを行っ
た。このときの現像器および感光ドラムの現像領域部分
の模式図を図５に示す。現像スリーブと現像剤規制部材
との距離は４００μｍであり、現像スリーブと感光ドラ
ムとの周速比が１．３：１であり、現像スリーブの周速
は、３００ｍｍ／ｓｅｃであり、また、現像条件は、現
像極の磁場の強さ１０００エルステッド、交番電界２０
００Ｖ_P-P 、周波数３０００Ｈｚであり、現像スリーブ
と感光ドラムの距離は５００μｍとした。このとき、現
像スリーブ上の現像極付近の現像ブラシの穂立ちを顕微
鏡観察した結果、緻密で、穂長が短くなっていることが
わかった。

【００５７】画像出しの結果、ベタ画像の濃度も十分で
あり、また、ガサツキもなく、特に、ハーフトーン部の
再現性、ライン画像の再現性が非常に良好であった。さ
らに、画像部、非画像部ともにキャリア付着はなく良好
であった。また、現像器を２００ｒｐｍのスピードで空
回転を４０分間行ったのちに、画出しを行っても、画質
に関して特に問題なく、キャリア付着もなく良好であっ
た。

【００５８】実施例２Ｚｎ：１０％、Ｍｇ：５％をドープしたγ−Ｆｅ₂ Ｏ₃
（平均水平方向フェレ径：長軸０．５３μｍ、短軸０．
１４μｍ）の針状磁性体を用いて実施例１と同様にして
平均粒径５１μｍのキャリア粒子を得た。

【００５９】そのとき得られたキャリアの形状はほぼ球
形をしていた。また、配向度は５６％であり、嵩密度は
２．０４ｇ／ｃｍ³ であった。キャリアの抵抗を測定し
たところ７．４×１０⁹ Ω・ｃｍであった。このキャリ
アを１０キロエルステッドの磁場で飽和（着磁）させた
後、磁気測定を行ったところ、キャリアの磁気特性は、
σ₁₀₀₀＝５４ｅｍｕ／ｃｍ³ 、σｒ＝４６ｅｍｕ／ｃｍ
³ 、σ₃₀₀ ＝５１ｅｍｕ／ｃｍ³ 、Ｈｃ＝１８０エル
ステッドであった。そのとき、｜σ₁₀₀₀−σ₃₀ ₀ ｜／σ
₁₀₀₀は０．０６であった。

【００６０】得られたキャリアを実施例１と同様にして
表面コートした。このときの樹脂コートキャリアの比抵
抗は４．８×１０¹²Ω・ｃｍであり、樹脂コートキャリ
アの磁気特性は上述のキャリアコアと実質的に同一であ
った。

【００６１】さらに、得られたキャリアを実施例１のキ
ャリア同様磁化した後、このキャリアと実施例１で用い
たトナーとを実施例１と同様に混合し、現像剤とした。
この現像剤を実施例１と同様にして、画出し試験を行っ
たところ、現像スリーブ上での磁気ブラシの密度が密
で、ハーフトーン部でのガサツキもなく、また、細線の
再現性に非常に優れていた。さらに、σ₁₀₀₀の値が小さ
いにもかかわらず画像部、非画像部ともにキャリア付着
もなく良好であった。また、空回転後の画像は、黒ベタ
部の濃度も十分で、ハーフトーン部もガサツキはなく良
好であり、キャリア付着もなく良好であった。

【００６２】比較例１実施例２で用いた磁性粒子を用いて、無配向のまま造粒
して、平均粒径が５２ｍのキャリア粒子を得た。そのと
き得られたキャリアの形状はほぼ球形をしていた。ま
た、配向度は１３％であり、嵩密度は２．０２ｇ／ｃｍ
³ であった。また、キャリアの抵抗値を測定したところ
１．１×１０⁹ Ω・ｃｍであった。このキャリアの磁気
測定を行ったところ、キャリアの磁気特性は、σ₁₀₀₀＝
５２ｅｍｕ／ｃｍ³ 、σｒ＝１４ｅｍｕ／ｃｍ³ 、σ
₃₀₀ ＝２９ｅｍｕ／ｃｍ³ 、Ｈｃ＝１６０エルステッド
であった。そのとき、｜σ₁₀₀₀−σ₃₀₀ ｜／σ₁₀₀₀は
０．４４であった。

【００６３】得られたキャリアを実施例１と同様にして
表面樹脂コートした。このときのキャリアの比抵抗は
１．５×１０¹²Ω・ｃｍであった。

【００６４】さらに、得られたキャリアを実施例１のキ
ャリア同様磁化した後、このキャリアと実施例１で用い
たトナーとを実施例１と同様に混合し、現像剤とした。
この現像剤を実施例１と同様にして、画出し試験を行っ
たところ、現像スリーブ上での磁気ブラシの密度が密
で、ハーフトーン部でのガサツキもなく、また、細線の
再現性に非常に優れていたが、非画像部にキャリア付着
がやや認められ、それに伴い非画像部でのトナーカブリ
が観察された。

【００６５】比較例２モル比で、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ＝８５モル％、ＳｒＣＯ₃ ＝１５
モル％になるように秤量し、ボールミルを用いて混合を
行った。混合粉を仮焼し、その後粉砕した。粉砕した試
料をスラリー状にし、そのスラリーをスプレードライヤ
ーにて造粒し、造粒粉の燒結を行った。得られた繞結粉
末を風力分級機により分級し、平均粒径が５９μｍのキ
ャリア粒子を得た。そのとき得られたキャリアの形状は
ほぼ球形をしていた。また、結晶粒子の配向度は１２％
であり、嵩密度は２．０１ｇ／ｃｍ³ であった。また、
キャリア粒子の比抵抗を測定したところ、９．５×１０
⁸Ω・ｃｍであった。このキャリアを１０キロエルステ
ッドの磁場における磁気測定を行ったところ、キャリア
の磁気特性は、σ₁₀₀₀＝１０１ｅｍｕ／ｃｍ³ 、σｒ＝
７６ｅｍｕ／ｃｍ³ 、σ₃₀₀ ＝８９ｅｍｕ／ｃｍ³ 、Ｈ
ｃ＝２０４０エルステッドであった。そのとき、｜σ
₁₀₀₀−σ₃₀₀ ｜／σ₁₀₀₀＝０．１２であった。

【００６６】得られたキャリアを実施例１と同様にして
表面樹脂コートした。このときのキャリアの比抵抗は
３．５×１０¹²Ω・ｃｍであった。このキャリアを実施
例１と同様にして飽和磁化した後、このキャリアと実施
例１で用いたトナーとを実施例１と同様に混合し、現像
剤とした。

【００６７】この現像剤を実施例１と同様にして、画出
し試験を行ったところキャリアの自己凝集性のために現
像スリーブ上での現像剤の流動性が悪く、トナー混合や
現像剤の搬送が良好にできなかった。

【００６８】比較例３モル比で、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ＝６２モル％、ＺｎＯ＝１６モル
％、ＣｕＯ＝２２モル％になるように秤量し、ボールミ
ルを用いて混合を行った。これを比較例１と同様にし
て、平均粒径が５０μｍのキャリア粒子を得た。そのと
き得られたキャリアの形状はほぼ球形をしていた。ま
た、嵩密度は、２．７７ｇ／ｃｍ³ であり、キャリア粒
子の抵抗を測定したところ、４．０×１０⁹ Ω・ｃｍで
あった。このキャリアを１０キロエルステッドの磁場に
おける磁気測定を行ったところ、キャリアの磁気特性
は、σ₁₀₀₀＝２１４ｅｍｕ／ｃｍ³ 、σｒ＝２ｅｍｕ／
ｃｍ³ 、σ₃₀₀ ＝１１３ｅｍｕ／ｃｍ³ 、Ｈｃ＝１０エ
ルステッドであった。そのとき、｜σ₁₀₀₀−σ₃₀₀ ｜／
σ₁₀₀₀は０．４７であった。

【００６９】得られたキャリアを実施例１と同様にして
表面コートした。このときのキャリアの比抵抗は３．２
×１０¹²Ω・ｃｍであった。

【００７０】さらに、得られたキャリアと実施例１で用
いたトナーとを実施例１と同様に混合し、現像剤とし
た。この現像剤を実施例１と同様にして、画出し試験を
行ったところ現像スリーブ上での現像剤の流動性は良好
であり、搬送には優れていたが、現像極における現像剤
の磁気ブラシが粗くなっているのが観察され、画像上ハ
ーフトーン部でのガサツキが見られた。また、実施例１
と同様に空回転試験を行ったのちに画出しをおこなった
ところ、特に、ハーフトーン部でのガサツキが見られ
た。

【００７１】実施例３ＢａＯ_0.10−ＺｎＯ_0.13−（Ｆｅ₂Ｏ₃）_0.77、ＣｕＯ
_0.15−ＺｎＯ_0.25−（Ｆｅ₂Ｏ₃）_0.60のそれぞれ０．５
μｍ粒子を１：１の割合で混合し、実施例１と同様に磁
場中で造粒を行った後、燒結をしてキャリア粒子を得
た。さらに、風力分級機により分級し、平均粒径が４４
μｍのキャリア粒子を得た。そのとき得られたキャリア
の形状はほぼ球形をしていた。また、配向度は４６％で
あった。また、嵩密度は２．２１ｇ／ｃｍ³ であり、キ
ャリアの抵抗を測定したところ、２．５×１０⁹ Ω・ｃ
ｍであった。このキャリアの磁気測定を行ったところ、
キャリアの磁気特性は、σ₁₀₀₀＝８４ｅｍｕ／ｃｍ³ 、
σｒ＝５５ｅｍｕ／ｃｍ³ 、σ₃₀₀ ＝７３ｅｍｕ／ｃｍ
³ 、Ｈｃ＝２５０エルステッドであった。そのとき、｜
σ₁₀₀₀−σ₃₀₀ ｜／σ₁₀₀₀は０．１３であった。

【００７２】得られたキャリアに実施例１で用いた樹脂
を実施例１と同様にしてコートした。このとき得られた
キャリアの比抵抗は、８．５×１０¹²Ω・ｃｍであっ
た。

【００７３】このキャリアを実施例１のキャリア同様着
磁した後、このキャリアと実施例１で用いたトナーとを
実施例１と同様に混合し、現像剤とした。この現像剤を
実施例１と同様にして、画出し試験を行ったところ、現
像スリーブ上での磁気ブラシの密度が密で、特に、ハー
フトーン部でのガサツキもなく、また、細線の再現性に
非常に優れていた。また、画像部、非画像部ともにキャ
リア付着はなく良好であり、高画質な画像を出力でき
た。また、空回転試験後に画出ししたところ、画質は初
期とほぼ同等であり、キャリア付着もなく良好であっ
た。

【００７４】実施例４実施例１で用いたキャリアと以下のトナーとを混合して
現像剤とした。

【００７５】・スチレン−アクリル系樹脂１００重量部・カーボンブラック５重量部・ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸のクロム錯塩４重
量部

【００７６】上記材料を実施例１と同様にして作製し
た。そのときの重量平均径は７．３μｍであった。

【００７７】上記トナー１００重量部と、ヘキサメチル
ジシラザンで疎水化処理したシリカ微粉体１．０重量部
とをヘンシェルミキサーにより混合して、トナー粒子表
面にシリカ微粉体を有する黒トナーを調製した。

【００７８】該キャリアを実施例１と同様に１０キロエ
ルステッドの磁場で磁化（着磁）した後、キャリアとト
ナーとをトナー濃度５重量％となるように混合し二成分
系現像剤を得た。これを実施例１と同様に画像出し試験
を行った。

【００７９】この結果、ベタ画像の濃度も十分であり、
また、ガサツキもなく、ハーフトーン部の均一再現性、
特に、ライン画像の再現性が良好であった。さらに、画
像部、非画像部ともにキャリア付着はなく良好であっ
た。また、空回転試験後に画出ししても良好な結果が得
られた。

【００８０】本発明のキャリア物性について、表１に示
し、また、評価結果について表２に示した。表２中の◎
は非常に良好、○は良好、△は可、×は不可を示す。

【００８１】

【表１】

【００８２】

【表２】

【００８３】

【発明の効果】本発明の電子写真用キャリアは、形状異
方性を有する磁性体を一軸方向に配向させてなるキャリ
アを用いることで、現像極に相当する磁場での磁化の強
さは小さくして高画質画像を達成しながらもキャリア付
着を防止でき、また、画質の劣化を防止できるキャリア
を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気特性カーブ（ヒステリシスカーブ）を模式
的に示した概略図である。横軸は、外部磁場（エルステ
ッド）であり、縦軸は、キャリアの単位体積当たりの磁
化の強さを示す。図中、枠内に示される数値は配向度を
示す。

【図２】本発明のキャリアを模式的に示した概略図であ
る。針状の粒子が磁性体を示し、それが磁場の方向に対
して配向している様子を示している。配向度合いを示す
ための角度±１５°を図中に示してある。

【図３】磁気特性カーブ（ヒステリシスカーブ）を模式
的に示した概略図である。横軸は、外部磁場（エルステ
ッド）であり、縦軸は、キャリアの単位体積当たりの磁
化の強さを示す。枠内に示される数値は、（σ₁₀₀₀−σ
₃₀₀ ）／σ₁₀₀₀の値である。

【図４】電気抵抗の測定装置を模式的に示した概略図で
ある。

【図５】現像装置および感光体ドラムを模式的に示した
概略図である。

【符号の説明】

１下部電極２上部電極３絶縁物４電流計５電圧計６定電圧装置７キャリア８ガイドリング２０感光体ドラム２１現像容器２２現像剤担持体２３固定磁芯２３ａ〜ｅ磁極２４現像剤規制部材２５キャリア返し部材２６トナー２７現像剤３０トナー補給ローラー３１現像剤搬送ローラー３２現像剤攪拌ローラー４０交番電界印加手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キャリア粒子の平均粒径が５〜１００μ
ｍであり、嵩密度が３．０ｇ／ｃｍ³ 以下であり、キャ
リア粒子を構成する結晶粒子が板状または針状磁性粒子
であり、三次元的に一軸方向の形状異方性があり、長軸
／短軸の比が１より大きく、該結晶粒子が３０％以上配
向しており、キャリアの磁気特性は１０００エルステッ
ドにおける磁化の強さ（σ₁₀₀₀）が３０乃至１５０ｅｍ
ｕ／ｃｍ³ であり、磁場０エルステッドにおける磁化の
強さ（残留磁化：σｒ）が２５ｅｍｕ／ｃｍ³ 以上であ
り、保磁力が３００エルステッド未満であり、キャリア
の磁気特性は、下記の式を満たすことを特徴とする電子
写真用キャリア。【外１】［式中、σ₁₀₀₀は、１０００エルステッドにおける磁化
の強さ（ｅｍｕ／ｃｍ³）を示し、σ₃₀₀ は、３００エ
ルステッドにおける磁化の強さ（ｅｍｕ／ｃｍ³）を示
す。］
【請求項２】キャリアは比抵抗１０⁸ 〜１０¹³Ω・ｃ
ｍを有する請求項１の電子写真用キャリア。